1.2 Шифраторы.
Шифратор — это комбинационное устройство, преобразующее унарный код (например десятичные числа) в двоичную систему счисления, причем каждому входу может быть поставлено в соответствие десятичное число, а набор выходных логических сигналов соответствует определенному двоичному коду.
Шифратор иногда называют «кодером» (от англ. coder) и используют, например, для перевода десятичных чисел, набранных на клавиатуре кнопочного пульта управления, в двоичные числа.
Если количество входов настолько велико, что в шифраторе используются все возможные комбинации сигналов на выходе, то такой шифратор называется полным, если не все, то неполным. Число входов и выходов в полном шифраторе связано соотношением n = 2m, где n — число входов, m — число выходов. Так, для преобразования кода кнопочного пульта в четырехразрядное двоичное число достаточно использовать лишь 10 входов, в то время как полное число возможных входов будет равно 16 , поэтому шифратор 10x4 (из 10 в 4) будет неполным.
Рассмотрим пример построения шифратора для преобразования десятиразрядного единичного кода (десятичных чисел от 0 до 9) в двоичный код. При этом предполагается, что сигнал, соответствующий логической единице, в каждый момент времени подается только на один вход.
Таблица 1.
-
Унарный код
на входе шифратора
Двоичный код на выходах шифратора
Y3
Y2
Y1
Y0
K0
0
0
0
0
K1
0
0
0
1
K2
0
0
1
0
K3
0
0
1
1
K4
0
1
0
0
K5
0
1
0
1
K6
0
1
1
0
K7
0
1
1
1
K8
1
0
0
0
K9
1
0
0
1
Используя данную таблицу соответствия, запишем логические выражения, включая в логическую сумму те входные переменные, которые соответствуют единице некоторой выходной переменной. Так, на выходе Y0, будет логическая «1»тогда, когда логическая «1» будет или на входе K1, или K3, или K5, или K7, или K9, т. е.:
Y0= K1 + K3 + K5 + K7 + K9. (2)
Y1 = K2 + K3 + K6 + K7.
Y2 = K4 + K5 + K6 + K7,
Y3 = K8+ K9.
По данным выражениям строится схема шифратора 10х4 рис. 4.
Рис.4. Схема шифратора 4х10 на элементах ИЛИ.
Шифратор может быть реализован на элементах И-НЕ. Для этого надо преобразовать выражение (2) в базис Шеффера, используя теорему Шеннона:
!Y0=!(!K1 * !K3 * !K 5* !K7 *!K9) (3)
!Y1 =!(!K2 *!K3 *!K6 *!K7)
!Y2 =!( K4 *!K5 *! K6 *! K7)
!Y3 =!(! K8 *! K9)